JP5709899B2 - Light emitting diode and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオード及びその製造方法に関し、より詳しくは、静電放電特性及び/または発光効率が向上した信頼性のある発光ダイオード及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting diode and a method for manufacturing the same, and more particularly to a reliable light emitting diode with improved electrostatic discharge characteristics and / or luminous efficiency and a method for manufacturing the same.

一般に、窒化ガリウム系半導体は、フルカラーディスプレイ、交通信号灯、一般照明、及び光通信機器の光源として、紫外線、青・緑色発光ダイオードまたはレーザダイオードに広く用いられている。このような窒化ガリウム系発光素子は、n型及びp型窒化ガリウム半導体層間に位置したInGaN系多重量子井戸構造の活性層を有し、前記活性層内の量子井戸層において電子と正孔が再結合する原理により、光を生成し放出させる。   In general, gallium nitride based semiconductors are widely used for ultraviolet light, blue / green light emitting diodes or laser diodes as light sources for full color displays, traffic signal lights, general lighting, and optical communication equipment. Such a gallium nitride-based light emitting device has an active layer of an InGaN-based multiple quantum well structure positioned between n-type and p-type gallium nitride semiconductor layers, and electrons and holes are regenerated in the quantum well layer in the active layer. Light is generated and emitted by the coupling principle.

図1は、従来の発光ダイオードを説明するための断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a conventional light emitting diode.

図1を参照すると、前記発光ダイオードは、基板11、低温バッファ層、または核層13、非ドープGaN層15、n型コンタクト層17、活性領域25、及びp型コンタクト層27を有する。   Referring to FIG. 1, the light emitting diode includes a substrate 11, a low temperature buffer layer or core layer 13, an undoped GaN layer 15, an n-type contact layer 17, an active region 25, and a p-type contact layer 27.

このような従来の発光ダイオードは、n型コンタクト層17とp型コンタクト層27との間に多重量子井戸構造の活性領域25を有し、発光効率を改善しており、多重量子井戸構造内のInGaN井戸層のIn含量を調節し、所望の波長の光を放出することができる。   Such a conventional light emitting diode has an active region 25 having a multiple quantum well structure between the n-type contact layer 17 and the p-type contact layer 27 to improve the light emission efficiency. By adjusting the In content of the InGaN well layer, light having a desired wavelength can be emitted.

前記n型コンタクト層17は、通常、1×1018/cm〜1×1019/cmの範囲内のドーピング濃度を有し、電子を供給する役割をする。発光ダイオード内における電流分散性能は、発光ダイオードの発光効率に大きな影響を与える。前記n型コンタクト層17及びp型コンタクト層27に、それぞれn電極及びp電極(図示せず)を形成する場合、n電極及びp電極がコンタクト層17、27に接触する面積の大きさ及び位置等により、電流集中現象が発生する。静電放電のような高電圧が発光ダイオードに印加される場合、電流集中に起因して発光ダイオードが破壊されやすい。しかも、低温バッファ層13で生成した貫通転位(threading dislocation)が、非ドープGaN層15、n型コンタクト層17、活性領域25、及びp型コンタクト層27に転写され、これらの貫通転位を通じて電流が集中的に流れるため、静電放電特性がさらに悪くなる。 The n-type contact layer 17 usually has a doping concentration in the range of 1 × 10 18 / cm 3 to 1 × 10 19 / cm 3 and serves to supply electrons. The current distribution performance in the light emitting diode greatly affects the light emission efficiency of the light emitting diode. The n-type contact layer 17 and p-type contact layer 27, respectively n - when forming an electrode (not shown), n - - electrode and p electrode and p - electrode area in contact with the contact layer 17 and 27 Depending on the size and position, a current concentration phenomenon occurs. When a high voltage such as electrostatic discharge is applied to the light emitting diode, the light emitting diode is easily destroyed due to current concentration. In addition, threading dislocation generated in the low-temperature buffer layer 13 is transferred to the undoped GaN layer 15, the n-type contact layer 17, the active region 25, and the p-type contact layer 27, and current is passed through these threading dislocations. Since it flows intensively, the electrostatic discharge characteristics are further deteriorated.

また、GaNとInNとの間に約11%の格子不整合が存在しているため、InGaN系多重量子井戸構造では、量子井戸と量子障壁との界面に強力な歪みが発生してしまう。このような歪みは、量子井戸内に圧電場を引き起こし、内部量子効率の低下を招く。特に、緑色発光ダイオードの場合、量子井戸に含有されるInの量が増加するため、圧電場により内部量子効率がさらに減少する。   In addition, since approximately 11% of lattice mismatch exists between GaN and InN, in the InGaN-based multiple quantum well structure, a strong strain is generated at the interface between the quantum well and the quantum barrier. Such strain causes a piezoelectric field in the quantum well, leading to a decrease in internal quantum efficiency. In particular, in the case of a green light emitting diode, since the amount of In contained in the quantum well increases, the internal quantum efficiency is further reduced by the piezoelectric field.

InGaN発光ダイオードにおいて、多重量子井戸構造の活性領域は、一般に、InGaN井戸層とInGaN障壁層が交互に積層されて形成される。前記井戸層は、障壁層に比べてバンドギャップの小さな半導体層で形成され、前記井戸層において、電子と正孔の再結合が発生する。また、駆動電圧Vfを低めるために、障壁層にSiがドープされてもよい。しかしながら、Siドーピングは、活性領域の結晶質に悪影響を及ぼす。また、エピタキシャル成長技術の限界により、Siをドープすることにより、多重量子井戸構造の活性領域が相対的に厚くなるという問題点があった。特に、Inが含まれた活性領域にSiをドープする場合、活性領域表面及び内部に結晶欠陥が多く発生し、分極電場により、空間電荷分離現象が発生し、波長シフトが発生し易い。   In an InGaN light emitting diode, an active region having a multiple quantum well structure is generally formed by alternately laminating InGaN well layers and InGaN barrier layers. The well layer is formed of a semiconductor layer having a smaller band gap than the barrier layer, and recombination of electrons and holes occurs in the well layer. Further, the barrier layer may be doped with Si in order to reduce the drive voltage Vf. However, Si doping adversely affects the crystalline quality of the active region. Further, due to the limitation of the epitaxial growth technique, there is a problem that the active region of the multiple quantum well structure becomes relatively thick by doping Si. In particular, when Si is doped into the active region containing In, many crystal defects are generated on the surface and inside of the active region, and a space charge separation phenomenon occurs due to the polarization electric field, and a wavelength shift tends to occur.

一方、低電流下では、注入電流を増加させることにより、外部量子効率が高くなるが、高電流下では、注入電流を増加させることにより、かえって、外部量子効率が低くなる現象が発見される。このような現象は、効率ドループと呼ばれ、特に、高出力発光ダイオードの高効率化を制限する。   On the other hand, an external quantum efficiency is increased by increasing the injection current under a low current, but a phenomenon in which the external quantum efficiency is decreased by increasing the injection current under a high current. Such a phenomenon is called efficiency droop, and particularly limits the increase in efficiency of high-power light-emitting diodes.

効率ドループを引き起こす原因としては、熱振動、オージェ再結合、多重量子井戸構造内における内部電場、結晶構造による非再結合率等が挙げられる。   The causes of the efficiency droop include thermal vibration, Auger recombination, internal electric field in the multiple quantum well structure, non-recombination rate due to crystal structure, and the like.

熱またはジュール加熱による熱振動により、電子と正孔が活性層領域に長く留まらず、効率低下が起こり、高電流注入の際、キャリア濃度の増加によるオージェ再結合の発生により、効率低下が起こり得る。また、高電圧印加による電子オーバーフローのため、非再結合率が増加することにより、効率低下が引き起こされ、半導体結晶内の欠陥による非発光再結合率の増加により、効率低下が引き起こされる。   Due to thermal vibration caused by heat or Joule heating, electrons and holes do not stay in the active layer region for a long time, resulting in a decrease in efficiency. When high current injection is performed, efficiency may decrease due to Auger recombination due to an increase in carrier concentration. . In addition, due to an electron overflow due to application of a high voltage, the non-recombination rate increases, thereby causing a decrease in efficiency, and an increase in the non-light-emitting recombination rate due to defects in the semiconductor crystal causes a decrease in efficiency.

一方、電子が活性層の外部に放出されることを防ぐために、活性層上にAlGaN電子ブロック層(EBL)が形成される。しかしながら、活性層と電子ブロック層内に自発分極及びピエゾ分極により、内部電場が発生され得る。活性層及び電子ブロック層内における内部電場により、電子が多重量子井戸構造の活性層を通過するためには、高い印加電圧が必要である。特に、350mAの高出力ダイオードにおいて、印加電圧がビルトイン電圧よりも大きくなると、活性層を中心として、n側における伝導バンドがp側での伝導バンドよりも高いエネルギー準位を有し、電子ブロック層のエネルギー準位が低くなり、漏れ電流が増加する結果を招く。電子ブロック層のエネルギー準位を高くするためには、電子ブロック層内におけるAl組成を増加させてもよいが、このような方法は、結晶質を低くする。   On the other hand, an AlGaN electron blocking layer (EBL) is formed on the active layer in order to prevent electrons from being emitted to the outside of the active layer. However, an internal electric field can be generated by spontaneous polarization and piezoelectric polarization in the active layer and the electron blocking layer. A high applied voltage is required for electrons to pass through the active layer having a multiple quantum well structure due to an internal electric field in the active layer and the electron blocking layer. In particular, in a 350 mA high-power diode, when the applied voltage is larger than the built-in voltage, the conduction band on the n side has a higher energy level than the conduction band on the p side with the active layer as the center, and the electron block layer As a result, the energy level becomes lower and the leakage current increases. In order to increase the energy level of the electron block layer, the Al composition in the electron block layer may be increased, but such a method lowers the crystallinity.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、改善した静電放電特性を有する発光ダイオードを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a light emitting diode having improved electrostatic discharge characteristics.

また、他の目的は、電流漏れの低い発光ダイオードを提供することにある。   Another object is to provide a light emitting diode with low current leakage.

また、また他の目的は、電流分散性能を改善した発光ダイオードを製造する方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting diode with improved current dispersion performance.

また、また他の目的は、内部電場の発生を緩和し、駆動電圧を低くすることができる発光ダイオードを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a light emitting diode that can reduce the generation of an internal electric field and lower the driving voltage.

また、さらに他の目的は、効率ドループを緩和することができる発光ダイオードを提供することにある。   Still another object is to provide a light emitting diode capable of reducing the efficiency droop.

上記目的を達成するために、本発明の一態様による発光ダイオードは、シリコンがドープされたn型コンタクト層と、p型コンタクト層と、前記n型コンタクト層とp型コンタクト層との間に介在する活性領域と、前記n型コンタクト層と前記活性領域との間に介在する超格子層と、前記超格子層と前記n型コンタクト層との間に介在する非ドープ中間層と、前記非ドープ層と前記超格子層との間に介在する電子補強層と、を備える。また、前記超格子層は、前記活性領域に最も近い最終層にのみにシリコンがドープされ、当該最終層以外は非ドープであり、前記最終層のシリコンドーピング濃度は、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高い。活性領域に近く位置する超格子層の殆ど全ての層にシリコンを意図的にドープしていないので、漏れ電流を減少させることができ、活性領域に最も近い最終層に高濃度のシリコンをドープすることにより、接合特性が悪くなることを防ぎ、静電放電特性を改善することができる。特に、前記超格子層の最終層は、前記活性領域に接することができる。 In order to achieve the above object, a light emitting diode according to an aspect of the present invention includes an n-type contact layer doped with silicon, a p-type contact layer, and an n-type contact layer interposed between the n-type contact layer and the p-type contact layer. An active region, a superlattice layer interposed between the n-type contact layer and the active region, an undoped intermediate layer interposed between the superlattice layer and the n-type contact layer, and the undoped An electron reinforcing layer interposed between the layer and the superlattice layer. Further, the superlattice layer, the mini-silicon closest final layer to the active region is doped, except the final layer is undoped, silicon doping concentration of the final layer is of the n-type contact layer Higher than silicon doping concentration. Almost all of the superlattice layers located close to the active region are not intentionally doped with silicon, so leakage current can be reduced and the final layer closest to the active region is doped with a high concentration of silicon. As a result, it is possible to prevent the bonding characteristics from deteriorating and to improve the electrostatic discharge characteristics. In particular, the final layer of the superlattice layer can be in contact with the active region.

一方、前記電子補強層には、シリコンがドープされてもよく、この際、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度は、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高いことが好ましい。さらには、前記電子補強層は、前記超格子層に接することができる。また、前記電子補強層は、GaNで形成され、前記超格子層は、GaNとInGaNを交互に積層して形成することができる。この際、前記超格子層の最終層は、GaNで形成される。一方、前記超格子層の最終層のシリコンドーピング濃度は、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度とほぼ同一であってもよい。   Meanwhile, the electron reinforcing layer may be doped with silicon, and in this case, the silicon doping concentration of the electron reinforcing layer is preferably higher than the silicon doping concentration of the n-type contact layer. Furthermore, the electronic reinforcing layer can be in contact with the superlattice layer. The electron reinforcing layer may be formed of GaN, and the superlattice layer may be formed by alternately stacking GaN and InGaN. At this time, the final layer of the superlattice layer is formed of GaN. Meanwhile, the silicon doping concentration of the final layer of the superlattice layer may be substantially the same as the silicon doping concentration of the electron reinforcing layer.

一方、前記n型コンタクト層は、GaN層を有してもよい。また、前記非ドープ中間層は、GaNで形成されてもよい。前記非ドープ中間層は、n型コンタクト層に比べて相対的に高い比抵抗を有する。したがって、前記非ドープ中間層をn型コンタクト層上に配置することにより、前記n型コンタクト層内において電子が均一に分散され得る。   Meanwhile, the n-type contact layer may include a GaN layer. The undoped intermediate layer may be formed of GaN. The undoped intermediate layer has a relatively high specific resistance compared to the n-type contact layer. Therefore, by arranging the undoped intermediate layer on the n-type contact layer, electrons can be uniformly dispersed in the n-type contact layer.

本発明の他の態様によると、発光ダイオードの製造方法が提供される。この方法は、基板上にバッファ層を形成し、前記バッファ層上にシリコンがドープされたn型コンタクト層を形成し、前記n型コンタクト層上に非ドープ中間層を形成し、前記中間層上に電子補強層を形成し、前記電子補強層上に超格子層を形成し、前記超格子層上に活性領域を形成することを含む。ここで、前記超格子層は、最終層にのみシリコンがドープされ、当該最終層以外は非ドープであり、前記最終層のシリコンドーピング濃度は、n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高い。 According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a light emitting diode is provided. In this method, a buffer layer is formed on a substrate, an n-type contact layer doped with silicon is formed on the buffer layer, an undoped intermediate layer is formed on the n-type contact layer, and the intermediate layer is formed on the intermediate layer. Forming an electron reinforcing layer, forming a superlattice layer on the electron reinforcing layer, and forming an active region on the superlattice layer. Here, in the superlattice layer, only the final layer is doped with silicon , and other than the final layer is undoped, and the silicon doping concentration of the final layer is higher than the silicon doping concentration of the n-type contact layer.

さらには、前記方法は、チャンバー内に窒素ソースガス及び金属ソースガスを供給し、第1の温度で窒化ガリウム系半導体層の前記電子補強層を成長させ、前記金属ソースガスの供給を中断し、前記成長されたn側窒化ガリウム系半導体層を前記第1の温度の基板上で第1の時間維持し、前記第1の時間が経過した後、前記基板の温度を第2の温度に下げ、前記チャンバー内に金属ソースガスを供給し、前記第2の温度で前記超格子層を成長させることができる。前記第1の時間は、3分乃至10分の範囲内であってもよい。   Further, the method supplies a nitrogen source gas and a metal source gas into the chamber, grows the electron reinforcing layer of the gallium nitride based semiconductor layer at a first temperature, interrupts the supply of the metal source gas, The grown n-side gallium nitride based semiconductor layer is maintained on the substrate at the first temperature for a first time, and after the first time has elapsed, the temperature of the substrate is lowered to a second temperature, The superlattice layer can be grown at the second temperature by supplying a metal source gas into the chamber. The first time may be in the range of 3 minutes to 10 minutes.

また、前記超格子層上に活性層を成長させた後、金属ソースガスの供給を中断し、前記基板の温度を、第2の時間第3の温度に上げ、前記第3の温度で前記活性層上にp型窒化ガリウム系半導体層を成長させることができる。前記第2の時間は、5分乃至15分の範囲内であってもよい。   In addition, after the active layer is grown on the superlattice layer, the supply of the metal source gas is interrupted, and the temperature of the substrate is raised to a third temperature for a second time, and the active temperature is increased at the third temperature. A p-type gallium nitride based semiconductor layer can be grown on the layer. The second time may be in the range of 5 to 15 minutes.

電子補強層を、超格子層の成長温度に下げる前に、電子補強層の成長に好適な温度またはその付近の温度で、第1の時間維持することにより、前記第1の時間、チャンバー内に残留する金属ソースガスが外部に排出され、超格子層成長温度に基板温度を下げる間、電子補強層上に結晶品質のよくない窒化物層が生成することを防止することができる。さらには、前記第1の時間、基板上に成長されたn側窒化ガリウム系半導体層が熱処理されて結晶品質が向上する。   Before the electron reinforcing layer is lowered to the growth temperature of the superlattice layer, it is maintained in the chamber for a first time at a temperature suitable for the growth of the electron reinforcing layer or at a temperature in the vicinity thereof. While the remaining metal source gas is discharged to the outside and the substrate temperature is lowered to the superlattice layer growth temperature, it is possible to prevent the formation of a nitride layer with poor crystal quality on the electron reinforcing layer. Further, the n-side gallium nitride based semiconductor layer grown on the substrate is heat-treated during the first time, so that the crystal quality is improved.

本発明の他の態様による発光ダイオードは、シリコンがドープされたn型コンタクト層と、p型コンタクト層と、前記n型コンタクト層とp型コンタクト層との間に介在する活性領域と、前記n型コンタクト層と前記活性領域との間に介在する超格子層と、前記超格
子層と前記n型コンタクト層との間に介在する非ドープ中間層と、前記非ドープ層と前記超格子層との間に介在する電子補強層と、を備える。また、前記超格子層が、前記活性領域に最も近い最終層にのみにシリコンがドープされ、当該最終層以外は非ドープであり、前記最終層のシリコンドーピング濃度が、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高い。また、前記n型コンタクト層は、n型GaN層及び前記n型GaN層間に介在するn型AlGaN層を有する。
The light emitting diode according to another aspect of the present invention includes an n-type contact layer doped with silicon, a p-type contact layer, an active region interposed between the n-type contact layer and the p-type contact layer, and the n-type contact layer. A superlattice layer interposed between the type contact layer and the active region, an undoped intermediate layer interposed between the superlattice layer and the n-type contact layer, the undoped layer and the superlattice layer, And an electronic reinforcing layer interposed therebetween. Further, in the superlattice layer, silicon is doped only in the final layer closest to the active region, the silicon other than the final layer is undoped, and the silicon doping concentration of the final layer is the silicon of the n-type contact layer. Higher than doping concentration. The n-type contact layer includes an n-type GaN layer and an n-type AlGaN layer interposed between the n-type GaN layers.

また、前記発光ダイオードは、基板と、前記基板上に位置する低温バッファ層と、前記低温バッファ層と前記n型コンタクト層との間に介在する非ドープGaN層をさらに有してもよい。   The light emitting diode may further include a substrate, a low-temperature buffer layer located on the substrate, and an undoped GaN layer interposed between the low-temperature buffer layer and the n-type contact layer.

前記n型GaN層間にn型AlGaN層を挿入することにより、低温バッファ層で生成した貫通転位が活性領域に転写されることを遮断して漏れ電流を低くし、静電放電特性を改善することができる。   By inserting an n-type AlGaN layer between the n-type GaN layers, the threading dislocation generated in the low-temperature buffer layer is blocked from being transferred to the active region, thereby reducing leakage current and improving electrostatic discharge characteristics. Can do.

また、前記超格子層は、前記活性領域に最も近い最終層にのみ意図的にシリコンがドープされ、前記最終層のシリコンドーピング濃度は、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高くてもよい。活性領域に近く位置する超格子層の殆ど全ての層に、シリコンを意図的にドープしていないので、漏れ電流を減少させることができ、活性領域に最も近い最終層に高濃度のシリコンをドープすることにより、接合特性が悪くなることを防止し、静電放電特性を改善することができる。特に、前記超格子層の最終層は、前記活性領域に接してもよい。   The superlattice layer may be intentionally doped with silicon only in a final layer closest to the active region, and a silicon doping concentration of the final layer may be higher than a silicon doping concentration of the n-type contact layer. . Almost all of the superlattice layers located near the active region are not intentionally doped with silicon, so that leakage current can be reduced and the final layer closest to the active region is doped with a high concentration of silicon. By doing so, it is possible to prevent the bonding characteristics from deteriorating and to improve the electrostatic discharge characteristics. In particular, the final layer of the superlattice layer may be in contact with the active region.

一方、前記電子補強層には、シリコンがドープされてもよく、この際、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度は、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高いことが好ましい。さらには、前記電子補強層は、前記超格子層に接することができる。また、前記電子補強層は、GaNで形成され、前記超格子層は、GaNとInGaNを交互に積層して形成されてもよい。この際、前記超格子層の最終層は、GaNで形成される。一方、前記超格子層の最終層のシリコンドーピング濃度は、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度とほぼ同一であってもよい。   Meanwhile, the electron reinforcing layer may be doped with silicon, and in this case, the silicon doping concentration of the electron reinforcing layer is preferably higher than the silicon doping concentration of the n-type contact layer. Furthermore, the electronic reinforcing layer can be in contact with the superlattice layer. The electron reinforcing layer may be formed of GaN, and the superlattice layer may be formed by alternately stacking GaN and InGaN. At this time, the final layer of the superlattice layer is formed of GaN. Meanwhile, the silicon doping concentration of the final layer of the superlattice layer may be substantially the same as the silicon doping concentration of the electron reinforcing layer.

一方、前記非ドープ中間層は、GaNで形成されてもよい。前記非ドープ中間層は、n型コンタクト層に比べて相対的に高い比抵抗を有する。したがって、前記非ドープ中間層をn型コンタクト層上に配置することにより、前記n型コンタクト層内において電子が均一に分散され得る。   Meanwhile, the undoped intermediate layer may be formed of GaN. The undoped intermediate layer has a relatively high specific resistance compared to the n-type contact layer. Therefore, by arranging the undoped intermediate layer on the n-type contact layer, electrons can be uniformly dispersed in the n-type contact layer.

本発明の他の態様によると、n型コンタクト層と、前記n型コンタクト層の上部に形成されたp型コンタクト層と、前記n型コンタクト層と前記p型コンタクト層との間に介在する多重量子井戸構造の活性領域と、前記n型コンタクト層と前記活性領域との間に介在するスペーサ層と、を備え、前記スペーサ層が、互いに交互に積層された超格子層を有し、前記活性領域と隣接した少なくとも一つの層には、n型不純物がドープされており、当該少なくとも一つの層以外は、n型不純物が非ドープであり、前記n型不純物のドーピング濃度が、前記n型コンタクト層の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高く、前記活性領域は、n型不純物が非ドープであるダイオードが提供される。 According to another aspect of the present invention, an n-type contact layer, a p-type contact layer formed on the n-type contact layer, and a multiple interposed between the n-type contact layer and the p-type contact layer An active region having a quantum well structure; and a spacer layer interposed between the n-type contact layer and the active region, wherein the spacer layer has a superlattice layer laminated alternately, and the active layer At least one layer adjacent to the region is doped with an n-type impurity, except for the at least one layer, the n-type impurity is undoped, and the doping concentration of the n-type impurity is the n-type contact. A diode is provided that is relatively higher than the impurity doping concentration of the layer and wherein the active region is undoped with n-type impurities.

前記スペーサ層は、Inを含み、前記In含量は、前記活性領域の障壁層でのIn含量よりも高く、前記井戸層でのIn含量よりはくてもよい。
The spacer layer comprises In, the In content is the higher than the In content in the barrier layer of the active region, may be rather low than In content in the well layer.

前記活性領域は、InGaN層を有する多重量子井戸構造であってもよい。   The active region may have a multiple quantum well structure having an InGaN layer.

前記スペーサ層は、InGaN層を有してもよく、InGa1−xN(0≦x<1)とInGa1−yN(0≦y<1)が交互に積層されたものであってもよい。前記スペーサ層は、互いに交互に積層された超格子層を有してもよい。 The spacer layer may have an InGaN layer, in which In x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) and In y Ga 1-y N (0 ≦ y <1) are alternately stacked. It may be. The spacer layer may include superlattice layers stacked alternately.

前記スペーサ層は、複数層からなり、前記活性領域と隣接した少なくとも一つの層には、n型不純物がドープされており、その残りの層は、n型不純物が非ドープされているが、前記n型不純物のドーピング濃度は、前記n型コンタクト層の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高くてもよい。   The spacer layer includes a plurality of layers, and at least one layer adjacent to the active region is doped with n-type impurities, and the remaining layers are undoped with n-type impurities. The doping concentration of the n-type impurity may be relatively higher than the impurity doping concentration of the n-type contact layer.

前記発光ダイオードは、前記スペーサ層と前記n型コンタクト層との間に形成された中間層をさらに有し、前記中間層は、前記n型コンタクト層の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高く、前記スペーサ層のn型不純物がドープされた層の不純物ドーピング濃度よりは相対的に低く、n型不純物がドープされた層を有してもよい。 The light emitting diode further includes an intermediate layer formed between the spacer layer and the n-type contact layer, and the intermediate layer is relatively higher than an impurity doping concentration of the n-type contact layer, than the impurity doping concentration of the layer n-type impurity of the spacer layer is doped is relatively low, may have a layer n-type impurity is doped.

前記中間層は、n型AlGaN層を有してもよい。前記n型AlGaN層は、前記活性領域に近いほど、Alの組成が次第にまたは段階的に低くなってもよい。前記n型AlGaN層は、AlGaN/GaNまたはAlGaN/InGaNの多層膜構造で形成されてもよい。前記中間層は、前記スペーサ層とn型AlGaN層との間にn‐GaN層をさらに有してもよい。前記中間層は、前記n型AlGaN層と前記n型コンタクト層との間に、非ドープされたGaN層、ロードープされたn‐GaN層の少なくとも一つをさらに有してもよい。   The intermediate layer may have an n-type AlGaN layer. The closer the n-type AlGaN layer is to the active region, the lower the composition of Al gradually or stepwise. The n-type AlGaN layer may be formed of an AlGaN / GaN or AlGaN / InGaN multilayer structure. The intermediate layer may further include an n-GaN layer between the spacer layer and the n-type AlGaN layer. The intermediate layer may further include at least one of an undoped GaN layer and a low-doped n-GaN layer between the n-type AlGaN layer and the n-type contact layer.

前記発光ダイオードは、前記活性領域と前記p型コンタクト層との間に形成されたp型クラッド層をさらに有してもよい。前記p型クラッド層は、p型AlGaN層を有してもよい。前記p型AlGaN層は、AlGaN/GaNまたはAlGaN/InGaNの多層膜構造で形成されてもよい。前記p型AlGaN層は、前記活性領域に隣接した層が、AlGaNで形成されてもよい。前記p型AlGaN層は、前記活性領域に隣接した前記AlGaN層が、前記p型クラッド層内の他の層に比べて薄くてもよい。前記p型AlGaN層は、前記p型コンタクト層に行くほどAlの組成が次第にまたは段階的に低くなってもよい。   The light emitting diode may further include a p-type cladding layer formed between the active region and the p-type contact layer. The p-type cladding layer may have a p-type AlGaN layer. The p-type AlGaN layer may be formed of an AlGaN / GaN or AlGaN / InGaN multilayer structure. In the p-type AlGaN layer, a layer adjacent to the active region may be formed of AlGaN. In the p-type AlGaN layer, the AlGaN layer adjacent to the active region may be thinner than other layers in the p-type cladding layer. In the p-type AlGaN layer, the composition of Al may gradually or gradually decrease toward the p-type contact layer.

前記発光ダイオードは、前記活性領域と前記p型クラッド層との間にInAlN層をさらに有してもよい。前記InAlN層は、InN/AlNの超格子構造で形成されてもよい。前記InAlN層は、InN/AlNの超格子構造において、InN層にp型不純物がドープされてもよい。   The light emitting diode may further include an InAlN layer between the active region and the p-type cladding layer. The InAlN layer may be formed with an InN / AlN superlattice structure. The InAlN layer may have an InN / AlN superlattice structure, and the InN layer may be doped with a p-type impurity.

本発明によると、活性領域の近くに配置された超格子層内の大部分の領域に不純物を意図的にドープせず、その最終層に高濃度のシリコンをドープすることにより、漏れ電流特性及び静電放電特性を向上させることができる。また、前記超格子層とn型コンタクト層との間に非ドープ中間層と電子補強層とを介在させることにより、電流を分散させることができ、順方向電圧の増加を防止することができる。   In accordance with the present invention, the leakage current characteristics and the majority of the region in the superlattice layer located near the active region is not intentionally doped with impurities and its final layer is doped with a high concentration of silicon. Electrostatic discharge characteristics can be improved. Further, by interposing an undoped intermediate layer and an electron reinforcing layer between the superlattice layer and the n-type contact layer, it is possible to disperse current and prevent an increase in forward voltage.

さらには、電子補強層を成長させた後、電子補強層の成長温度で所定の時間維持することにより、電子補強層の結晶品質を向上させることができ、また、活性層を成長させた後、金属ソースガスの供給を中断し、p側窒化ガリウム系半導体層を成長させるのに好適な温度に基板温度を上昇させる時間を相対的に長くすることにより、漏れ電流を低くすることができる。   Furthermore, after growing the electron reinforcing layer, by maintaining the growth temperature of the electron reinforcing layer for a predetermined time, the crystal quality of the electron reinforcing layer can be improved, and after growing the active layer, Leakage current can be lowered by interrupting the supply of the metal source gas and relatively increasing the time for raising the substrate temperature to a temperature suitable for growing the p-side gallium nitride based semiconductor layer.

また、前記n型GaN層間にn型AlGaN層を挿入することにより、低温バッファ層で生成した貫通電位が活性領域に転写されることを遮断し、漏れ電流を低くし、静電放電特性を改善することができる。   Also, by inserting an n-type AlGaN layer between the n-type GaN layers, the penetration potential generated in the low-temperature buffer layer is blocked from being transferred to the active region, the leakage current is lowered, and the electrostatic discharge characteristics are improved. can do.

また、活性領域の結晶質を改善し、活性領域内においてキャリアの再結合を高くすることができる。また、複数層からなるスペーサ層を、コンタクト層と活性領域との間に形成することにより、活性領域で発生する歪みを緩和することができる。また、活性領域と隣接した層にのみ選択的にn型不純物がドープされたスペーサ層を介して活性領域での駆動電圧を低くすることができる。さらには、電子ブロック層の役割を増加させ、活性領域でのキャリア再結合率を増加させることができる。   In addition, the crystallinity of the active region can be improved and the recombination of carriers can be increased in the active region. In addition, by forming a spacer layer composed of a plurality of layers between the contact layer and the active region, strain generated in the active region can be reduced. In addition, the driving voltage in the active region can be lowered through the spacer layer in which the n-type impurity is selectively doped only in the layer adjacent to the active region. Furthermore, the role of the electron blocking layer can be increased, and the carrier recombination rate in the active region can be increased.

従来の発光ダイオードを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the conventional light emitting diode. 本発明の一実施例による発光ダイオードを説明するための断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による発光ダイオードのシリコンドーピングプロファイルを説明するための概略図である。FIG. 5 is a schematic view illustrating a silicon doping profile of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な温度プロファイルである。3 is a schematic temperature profile for explaining a method of manufacturing a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図であり、シリコンドーピングプロファイル及びスペーサ層の構造を示す図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, showing a silicon doping profile and a structure of a spacer layer. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図であり、シリコンドーピングプロファイル及びスペーサ層の構造を示す図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, showing a silicon doping profile and a structure of a spacer layer. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図であり、シリコンドーピングプロファイル及びスペーサ層の構造を示す図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, showing a silicon doping profile and a structure of a spacer layer. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図及びシリコンドーピングプロファイルを示す図である。FIG. 4 is a cross-sectional view and a silicon doping profile for explaining a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図及びシリコンドーピングプロファイルを示す図である。FIG. 4 is a cross-sectional view and a silicon doping profile for explaining a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.

以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳述する。以下に紹介される実施例は、本発明の思想を当業者に充分伝達するために、例として提供されるものである。従って、本発明は、後述する実施例に限定されず、他の形態に具体化され得る。なお、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さ等は、説明の便宜のために誇張して表現されることもある。明細書の全体にわたって、同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to fully convey the idea of the present invention to those skilled in the art. Therefore, this invention is not limited to the Example mentioned later, It can be embodied in another form. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of components may be exaggerated for convenience of explanation. Throughout the specification, identical reference numbers indicate identical components.

図2は、本発明の一実施例による発光ダイオードを説明するための断面図であり、図3は、前記発光ダイオードの概略的なシリコンドーピングプロファイルを示す。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a schematic silicon doping profile of the light emitting diode.

図2及び図3を参照すると、前記発光ダイオードは、n型コンタクト層57、非ドープ中間層59、電子補強層61、超格子層63、活性領域65、及びp型コンタクト層69を有する。また、前記発光ダイオードは、基板51、低温バッファ層、または核層53及びバッファ層55を有してもよく、p型クラッド層67を有してもよい。   Referring to FIGS. 2 and 3, the light emitting diode includes an n-type contact layer 57, an undoped intermediate layer 59, an electron reinforcing layer 61, a superlattice layer 63, an active region 65, and a p-type contact layer 69. The light emitting diode may include a substrate 51, a low temperature buffer layer, or a core layer 53 and a buffer layer 55, and may include a p-type cladding layer 67.

前記基板51は、窒化ガリウム系半導体層を成長させるための基板であって、サファイア、SiC、スフィネル等、特に制限されず、例えば、パターニングされたサファイア基板(PSS)であってもよい。   The substrate 51 is a substrate for growing a gallium nitride based semiconductor layer, and is not particularly limited, such as sapphire, SiC, sfinnel, etc. For example, it may be a patterned sapphire substrate (PSS).

前記核層53は、基板51上にバッファ層55を成長させるために、400〜600℃の低温で、(Al、Ga)Nで形成されてもよく、好ましくは、GaNまたはAlNで形成される。前記核層は、約25nmの厚さで形成されてもよい。バッファ層55は、基板51とn型コンタクト層57との間で、電位のような欠陥発生を緩和するための層であり、相対的に高温で成長される。前記バッファ層55は、例えば、非ドープGaNで形成されてもよい。   In order to grow the buffer layer 55 on the substrate 51, the core layer 53 may be formed of (Al, Ga) N at a low temperature of 400 to 600 ° C., and is preferably formed of GaN or AlN. . The core layer may be formed with a thickness of about 25 nm. The buffer layer 55 is a layer for reducing the occurrence of defects such as potential between the substrate 51 and the n-type contact layer 57, and is grown at a relatively high temperature. The buffer layer 55 may be made of undoped GaN, for example.

前記n型コンタクト層57は、n型不純物、例えば、Siがドープされた窒化ガリウム系半導体層で形成される。前記n型コンタクト層57は、GaN層を有してもよく、単一層または多重層で形成されてもよい。図4に示すように、前記n型コンタクト層57は、n型の第1のGaN層57a、n型のAlGaN層57b、第2のGaN層57cを有してもよい。すなわち、AlGaN層57bがGaN層57a、57c間に介在する。前記n型コンタクト層にドープされるSiドーピング濃度は、1×1018/cm〜1×1019/cmの範囲内であってもよい。 The n-type contact layer 57 is formed of a gallium nitride based semiconductor layer doped with an n-type impurity, for example, Si. The n-type contact layer 57 may have a GaN layer and may be formed of a single layer or multiple layers. As shown in FIG. 4, the n-type contact layer 57 may include an n-type first GaN layer 57a, an n-type AlGaN layer 57b, and a second GaN layer 57c. That is, the AlGaN layer 57b is interposed between the GaN layers 57a and 57c. The Si doping concentration doped in the n-type contact layer may be in the range of 1 × 10 18 / cm 3 to 1 × 10 19 / cm 3 .

例えば、図4に示すように、第1のn型GaN層57aを成長させた後、n型AlGaN層57bを成長させると、n型AlGaN層57bにより、二軸応力が発生する。その上に、さらに第2のGaN層57cを成長させると、圧縮応力により前記二軸応力が緩和し、このような応力変化に起因して、貫通電位を減少させることができる。したがって、n型AlGaN層57bをn型GaN層57a、57c間に配置することにより、核層53及び高温バッファ層55を介して転写された貫通電位が活性領域65側に転写されることを防ぐことができる。   For example, as shown in FIG. 4, when the n-type AlGaN layer 57b is grown after the first n-type GaN layer 57a is grown, biaxial stress is generated by the n-type AlGaN layer 57b. When the second GaN layer 57c is further grown thereon, the biaxial stress is relaxed by the compressive stress, and the penetration potential can be reduced due to such a stress change. Therefore, by disposing the n-type AlGaN layer 57b between the n-type GaN layers 57a and 57c, the through potential transferred through the core layer 53 and the high-temperature buffer layer 55 is prevented from being transferred to the active region 65 side. be able to.

非ドープ中間層59は、意図的に不純物がドープされていないGaN層であり、100〜5000Åの厚さで形成されてもよい。非ドープ中間層59は、不純物がドープされていないので、n型コンタクト層に比べて相対的に比抵抗が高い。したがって、n型コンタクト層57から活性領域65に流入する電子が非ドープ中間層59を通過する前に、n型コンタクト層57内において均一に分散され得る。   The undoped intermediate layer 59 is a GaN layer that is not intentionally doped with impurities, and may be formed to a thickness of 100 to 5000 mm. Since the undoped intermediate layer 59 is not doped with impurities, the specific resistance is relatively higher than that of the n-type contact layer. Therefore, electrons flowing from the n-type contact layer 57 into the active region 65 can be uniformly dispersed in the n-type contact layer 57 before passing through the undoped intermediate layer 59.

非ドープ中間層59上に電子補強層61が形成される。前記電子補強層61は、Siが高濃度でドープされたGaN層で10〜2000Åの厚さで形成されてもよく、発光ダイオードの順方向電圧を低くする。図3に示すように、電子補強層61にドープされるSiのドーピング濃度は、n型コンタクト層57のシリコンドーピング濃度よりも高い。電子補強層61内のシリコンドーピング濃度は、n型コンタクト層57のシリコンドーピング濃度の4倍以上であってもよい。   An electron reinforcing layer 61 is formed on the undoped intermediate layer 59. The electron reinforcing layer 61 may be a GaN layer doped with Si at a high concentration and having a thickness of 10 to 2000 mm, and lowers the forward voltage of the light emitting diode. As shown in FIG. 3, the doping concentration of Si doped in the electron reinforcing layer 61 is higher than the silicon doping concentration of the n-type contact layer 57. The silicon doping concentration in the electron reinforcing layer 61 may be four times or more the silicon doping concentration of the n-type contact layer 57.

前記n型コンタクト層57、非ドープ中間層59、及び電子補強層61は、チャンバー内に金属ソースガスを供給して連続的に成長されてもよい。金属ソースガスの原料としては、Al、Ga、Inの有機物、例えば、TMA、TMG、及び/またはTMI等が用いられる。これらの層は、第1の温度、例えば、1050℃〜1150℃で成長されてもよい。   The n-type contact layer 57, the undoped intermediate layer 59, and the electron reinforcing layer 61 may be continuously grown by supplying a metal source gas into the chamber. As a raw material for the metal source gas, an organic substance such as Al, Ga, or In, for example, TMA, TMG, and / or TMI is used. These layers may be grown at a first temperature, eg, 1050 ° C. to 1150 ° C.

前記電子補強層61上に超格子層63が形成される。超格子層63は、GaN層とInGaN層を、例えば、それぞれ20Åの厚さで交互に積層して形成されてもよい。前記超格子層63の第1層は、GaNまたはInGaNで形成されてもよいが、最終層は、GaNで形成されることが好ましい。前記超格子層63の最終層には、Siが高濃度でドープされる。前記最終層にドープされるSiのドーピング濃度は、n型コンタクト層57にドープされるSiの濃度よりも、例えば、約4倍乃至5倍高くてもよい。また、前記超格子層63の最終層にドープされるSi濃度は、電子補強層61のドーピング濃度とほぼ同一であってもよい。したがって、前記超格子層63の最終層と前記超格子層63下の電子補強層61が高濃度でドープされた層で形成され、その間に位置する超格子層63の残りの層は、非ドープ層で形成される。   A superlattice layer 63 is formed on the electron reinforcing layer 61. The superlattice layer 63 may be formed by alternately stacking GaN layers and InGaN layers, for example, with a thickness of 20 mm, respectively. The first layer of the superlattice layer 63 may be formed of GaN or InGaN, but the final layer is preferably formed of GaN. The final layer of the superlattice layer 63 is doped with Si at a high concentration. The doping concentration of Si doped in the final layer may be, for example, about 4 to 5 times higher than the concentration of Si doped in the n-type contact layer 57. Further, the Si concentration doped in the final layer of the superlattice layer 63 may be substantially the same as the doping concentration of the electron reinforcing layer 61. Accordingly, the final layer of the superlattice layer 63 and the electron reinforcing layer 61 below the superlattice layer 63 are formed of a highly doped layer, and the remaining layers of the superlattice layer 63 positioned therebetween are undoped. Formed in layers.

超格子層63の大部分の層が非ドープ層で形成されるので、発光ダイオードの漏れ電流を減少させることができる。また、超格子層63の最終層を高濃度でドープすることにより、超格子層63と活性領域との間の接合特性を向上させることができる。   Since most of the superlattice layer 63 is formed of an undoped layer, the leakage current of the light emitting diode can be reduced. Also, the junction characteristics between the superlattice layer 63 and the active region can be improved by doping the final layer of the superlattice layer 63 with a high concentration.

一方、前記超格子層63は、電子補強層61に比べて相対的に低い温度で成長されてもよい。図5に示すように、前記超格子層63を成長させる前、前記電子補強層61が成長された後、前記金属ソースガスの供給を中断し、前記成長された電子補強層61を前記第1の温度T1の基板1上で、第1の時間t1の間維持する。第1の時間t1は、チャンバー内に残留する金属ソースガスが十分に排出される時間であって、約3分乃至10分、好ましくは、約5分乃至7分であってもよい。また、前記第1の時間t1の間、電子補強層61を含めてn型コンタクト層57及び中間層59が熱処理され、n側半導体層の結晶品質が向上する。 Meanwhile, the superlattice layer 63 may be grown at a temperature relatively lower than that of the electron reinforcing layer 61. As shown in FIG. 5, before the superlattice layer 63 is grown, after the electron reinforcing layer 61 is grown, the supply of the metal source gas is interrupted, and the grown electron reinforcing layer 61 is moved to the first layer. on the substrate 5 first temperature T1, it is maintained during the first time t1. The first time t1 is a time for sufficiently discharging the metal source gas remaining in the chamber, and may be about 3 to 10 minutes, preferably about 5 to 7 minutes. Further, during the first time t1, the n-type contact layer 57 and the intermediate layer 59 including the electron reinforcing layer 61 are heat-treated, and the crystal quality of the n-side semiconductor layer is improved.

次いで、基板1の温度を第1の温度T1から第2の温度T2に下げる。前記第2の温度T2は、超格子層63を成長させるのに好適な温度に設定される。前記第2の温度T2、例えば、650〜800℃の範囲内であってもよい。 Then, lowering the temperature of the substrate 5 1 from a first temperature T1 to a second temperature T2. The second temperature T2 is set to a temperature suitable for growing the superlattice layer 63. The second temperature T2 may be within a range of 650 to 800 ° C., for example.

前記超格子層63の成長が完了した後、超格子層63上に活性領域65が成長される。活性領域65は、超格子層63と同一または相対的にさらに低温、例えば、650〜750℃の範囲内で成長されてもよい。例示を簡略化するために、図5において、活性領域65が超格子層63の成長温度である第2の温度T2で成長されるものと示している。   After the growth of the superlattice layer 63 is completed, an active region 65 is grown on the superlattice layer 63. The active region 65 may be grown at the same or relatively lower temperature than the superlattice layer 63, for example, in the range of 650 to 750 ° C. In order to simplify the illustration, FIG. 5 shows that the active region 65 is grown at the second temperature T <b> 2 that is the growth temperature of the superlattice layer 63.

活性領域65は、障壁層とInGaN量子井戸層が交互に積層された多重量子井戸構造を有してもよい。前記障壁層は、量子井戸層に比べてバンドギャップの広い窒化ガリウム系半導体層、例えば、GaN、InGaN、AlGaN、またはAlInGaNで形成されてもよい。InGaN量子井戸層内のIn組成比は、所望の光波長によって決定される。活性領域65は、超格子層63の最終層に接してもよい。前記活性領域65の障壁層及び量子井戸層は、活性領域の結晶品質を向上させるために、不純物がドープされていない非ドープ層で形成されてもよいが、順方向電圧を低くするために、一部または全体の活性領域内に不純物がドープされてもよい。   The active region 65 may have a multiple quantum well structure in which barrier layers and InGaN quantum well layers are alternately stacked. The barrier layer may be formed of a gallium nitride based semiconductor layer having a wider band gap than the quantum well layer, for example, GaN, InGaN, AlGaN, or AlInGaN. The In composition ratio in the InGaN quantum well layer is determined by a desired light wavelength. The active region 65 may be in contact with the final layer of the superlattice layer 63. The barrier layer and the quantum well layer of the active region 65 may be formed of an undoped layer that is not doped with impurities in order to improve the crystal quality of the active region, but in order to reduce the forward voltage, Impurities may be doped in part or all of the active region.

前記活性領域65上にp型コンタクト層69が位置し、前記活性領域65とp型コンタクト層69との間にp型クラッド層67が介在してもよい。例えば、活性領域65の成長が完了した後、金属ソースガスの供給を中断し、基板51の温度を第2の時間t2第3の温度T3に上げる。前記第2の時間t2はチャンバー内に残留する金属ソースガスが十分に排出される時間に設定される。例えば、前記第2の時間t2は、5分〜15分の範囲内であってもよい。または、前記活性領域65の成長が完了した後、金属ソースガスの供給を中断し、基板51の温度を第3の時間、活性領域成長温度、例えば、第2の時間t2で第3時間維持してもよい。前記第3の時間は、例えば、第1の時間と同一の時間、すなわち、3分〜10分の範囲内であってもよい。活性領域65の成長が完了した後、第3の時間、第2の温度で維持することと、第2の時間t2の間、第2の温度から第3の温度に上げることは、互いに代替手段として用いられているが、これに限定されず、互いに補完して用いられてもよい。   A p-type contact layer 69 may be positioned on the active region 65, and a p-type cladding layer 67 may be interposed between the active region 65 and the p-type contact layer 69. For example, after the growth of the active region 65 is completed, the supply of the metal source gas is interrupted, and the temperature of the substrate 51 is raised to the third temperature T3 for the second time t2. The second time t2 is set to a time for sufficiently discharging the metal source gas remaining in the chamber. For example, the second time t2 may be within a range of 5 minutes to 15 minutes. Alternatively, after the growth of the active region 65 is completed, the supply of the metal source gas is interrupted, and the temperature of the substrate 51 is maintained for a third time at the active region growth temperature, eg, the second time t2, for a third time. May be. The third time may be, for example, the same time as the first time, that is, within a range of 3 minutes to 10 minutes. Maintaining the second temperature for a third time after the growth of the active region 65 is completed, and raising the second temperature to the third temperature for the second time t2 are alternatives to each other. However, the present invention is not limited to this, and they may be used complementing each other.

次いで、第3の温度T3で、チャンバー内に金属ソースガスが供給され、p側窒化ガリウム系半導体層、例えば、p型クラッド層67またはp型コンタクト層69が成長される。前記p型クラッド層67は、AlGaNであってもよい。また、前記p型コンタクト層69は、GaNの単一層またはGaN層を有する多層構造であってもよい。   Next, at the third temperature T3, a metal source gas is supplied into the chamber, and a p-side gallium nitride based semiconductor layer, for example, the p-type cladding layer 67 or the p-type contact layer 69 is grown. The p-type cladding layer 67 may be AlGaN. The p-type contact layer 69 may have a single layer of GaN or a multilayer structure having a GaN layer.

発光ダイオードのエピタキシャル層の成長が完了した後、前記エピタキシャル層を用いて個別の発光ダイオードチップが製造される。   After the growth of the epitaxial layer of the light emitting diode is completed, individual light emitting diode chips are manufactured using the epitaxial layer.

(実験例1)
MOCVD装備を用いて、図2及び図3を参照して、上述した構造のエピタキシャル層を成長させた。ここで、他の条件は、全て同一であり、GaN/InGaN超格子層におけるSiドーピング位置を異ならせた。非ドープGaNバッファ層55上に、n型コンタクト層57、非ドープ中間層59、高濃度でドープされたGaN電子補強層61を順次成長させ、前記電子補強層61上に前記超格子層を成長させ、超格子層上に多重量子井戸構造の活性領域65、p型AlGaNクラッド層67、p型GaNコンタクト層69を順次成長させた。
(Experimental example 1)
Using the MOCVD equipment, the epitaxial layer having the structure described above was grown with reference to FIGS. Here, all other conditions were the same, and the Si doping position in the GaN / InGaN superlattice layer was varied. On the undoped GaN buffer layer 55, an n-type contact layer 57, an undoped intermediate layer 59, and a highly doped GaN electron reinforcing layer 61 are sequentially grown, and the superlattice layer is grown on the electron reinforcing layer 61. Then, an active region 65 having a multiple quantum well structure, a p-type AlGaN cladding layer 67, and a p-type GaN contact layer 69 were sequentially grown on the superlattice layer.

比較例は、超格子層内の全てのGaN層にSiをドープし、実施例は、超格子層の最終層であるGaN層にのみ、電子補強層61と同一の高濃度でSiをドープした。成長されたエピタキシャル層を基板と一緒に分割し、光学特性及び電気的特性を測定しており、その結果を表1に示した。ここで、静電放電(ESD)特性は、同一のウエハにおいて作製された良好な発光ダイオードに対して、1000Vの逆方向電圧を用いて、静電放電試験を行った後の不良発生を確認し、ESDパス比率を示し、光出力及び電気的特性値は、ESD試験前に測定された値を、比較例を基準として百分率で示した。   In the comparative example, all GaN layers in the superlattice layer are doped with Si, and in the example, only the GaN layer that is the final layer of the superlattice layer is doped with Si at the same high concentration as the electron reinforcing layer 61. . The grown epitaxial layer was divided together with the substrate, and optical properties and electrical properties were measured. The results are shown in Table 1. Here, the electrostatic discharge (ESD) characteristics confirmed the occurrence of defects after performing an electrostatic discharge test on a good light emitting diode manufactured on the same wafer using a reverse voltage of 1000 V. The ESD path ratio is shown, and the light output and electrical characteristic values are values measured before the ESD test, expressed as percentages based on the comparative example.

表1を参照すると、本発明による実施例は、比較例と対比して、ピーク波長が少し減少し、順方向電圧が少し増加しており、光出力が少し減少しているが、大きさ差を示さない。しかし、実施例は、比較例に比べて漏れ電流が急に減少するものと示され、ESD特性が極めて向上したことを示している。   Referring to Table 1, according to the embodiment of the present invention, the peak wavelength is slightly decreased, the forward voltage is slightly increased, and the light output is slightly decreased in comparison with the comparative example. Not shown. However, the example shows that the leakage current is drastically reduced as compared with the comparative example, and shows that the ESD characteristics are extremely improved.

(実験例2)
MOCVD装備を用いて、図3及び図4を参照して、上述した構造のエピタキシャル層を成長させた。ここで、他の条件は、全て同一であり、n型コンタクト層をn型GaNのみで形成した場合(比較例)と、n型GaN層間にn型AlGaN層を介在させた場合(実施例)とを比較した。
(Experimental example 2)
With reference to FIGS. 3 and 4, an epitaxial layer having the structure described above was grown using an MOCVD equipment. Here, all other conditions are the same, and the n-type contact layer is formed of only n-type GaN (comparative example) and the n-type AlGaN layer is interposed between n-type GaN layers (example). And compared.

成長されたエピタキシャル層を基板と一緒に分割し、光学特性及び電気的特性を測定しており、その結果を表2に示した。ここで、静電放電(ESD)特性は、同一のウエハにおいて作製された良好な発光ダイオードに対して、1000Vの逆方向電圧を用いて、静電放電試験を行った後の不良発生を確認し、ESDパス比率を示し、光出力及び漏れ電流は、ESD試験後、良好な発光ダイオードにおいて測定された値を、比較例を基準として百分率で示した。   The grown epitaxial layer was divided together with the substrate, and optical characteristics and electrical characteristics were measured. The results are shown in Table 2. Here, the electrostatic discharge (ESD) characteristics confirmed the occurrence of defects after performing an electrostatic discharge test on a good light emitting diode manufactured on the same wafer using a reverse voltage of 1000 V. The ESD path ratio was shown, and the light output and leakage current were measured in good light-emitting diodes after the ESD test, and expressed as a percentage based on the comparative example.

表2を参照すると、本発明による実施例は、比較例と対比してピーク波長が少し減少し、光出力が少し減少するものと示された。しかし、実施例は、比較例に比べてESD特性が相当に向上したものと示され、ESDを通過した発光ダイオードの漏れ電流は、比較例と実施例において差がなかった。   Referring to Table 2, the embodiment according to the present invention was shown to have a slightly reduced peak wavelength and a slightly reduced light output as compared with the comparative example. However, in the example, it was shown that the ESD characteristics were considerably improved as compared with the comparative example, and the leakage current of the light emitting diode that passed through the ESD was not different between the comparative example and the example.

図6は、本発明の一実施例による発光ダイオードを説明するための断面図であり、図7は、前記発光ダイオードの概略的なシリコンドーピングプロファイルを示し、図8は、前記発光ダイオードのスペーサ層の構造を示す図である。   6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 illustrates a schematic silicon doping profile of the light emitting diode, and FIG. 8 illustrates a spacer layer of the light emitting diode. FIG.

図6乃至図8を参照すると、前記発光ダイオードは、基板121、n型コンタクト層126、スペーサ層128、多重量子井戸構造の活性領域129、p型コンタクト層133を有する。また、核層123及び非ドープGaN層(u‐GaN)125が、前記基板121とn型コンタクト層126との間に介在してもよい。   6 to 8, the light emitting diode includes a substrate 121, an n-type contact layer 126, a spacer layer 128, an active region 129 having a multiple quantum well structure, and a p-type contact layer 133. A core layer 123 and an undoped GaN layer (u-GaN) 125 may be interposed between the substrate 121 and the n-type contact layer 126.

前記基板121は、窒化ガリウム系半導体層を成長させるための基板であって、サファイア、SiC、スフィネル等、特に制限されず、例えば、パターニングされたサファイア基板(PSS)であってもよい。   The substrate 121 is a substrate for growing a gallium nitride based semiconductor layer, and is not particularly limited, such as sapphire, SiC, sfinnel, etc. For example, it may be a patterned sapphire substrate (PSS).

前記核層123は、基板121上にu‐GaN層125を成長させるために、400〜600℃の低温で、(Al、Ga)Nで形成されてもよく、好ましくは、AlNで形成される。前記核層は、約25nmの厚さで形成されてもよい。   In order to grow the u-GaN layer 125 on the substrate 121, the core layer 123 may be formed of (Al, Ga) N at a low temperature of 400 to 600 ° C., and is preferably formed of AlN. . The core layer may be formed with a thickness of about 25 nm.

u‐GaN層125は、基板121とn型コンタクト層126との間で、電位のような欠陥発生を緩和するための層であり、相対的に高温、例えば、900〜1200℃で成長される。   The u-GaN layer 125 is a layer for reducing the occurrence of defects such as potential between the substrate 121 and the n-type contact layer 126, and is grown at a relatively high temperature, for example, 900 to 1200 ° C. .

前記n型コンタクト層126は、n電極139が形成される層であり、SiまたはGeのようなn型不純物がドープされてもよい。例えば、前記n型コンタクト層126の不純物濃度は、例えば、5×1018atm/cmであってもよく、相対的に高温、第1の温度T1、例えば、900〜1200℃で、例えば、2μm以下に成長されるu‐GaNであってもよい。 The n-type contact layer 126 is a layer on which an n - electrode 139 is formed, and may be doped with an n-type impurity such as Si or Ge. For example, the impurity concentration of the n-type contact layer 126 may be 5 × 10 18 atm / cm 3 , for example, at a relatively high temperature, a first temperature T1, for example, 900 to 1200 ° C. It may be u-GaN grown to 2 μm or less.

スペーサ層128は、活性領域129の障壁層に比べてバンドギャップが小さく、井戸層に比べてバンドギャップの大きな(Al、In、Ga)N系III族窒化物半導体層からなってもよい。例えば、スペーサ層28は、InGa1−xN(0≦x<1)を含んでもよい。
The spacer layer 128 may be made of an (Al, In, Ga) N-based group III nitride semiconductor layer having a smaller band gap than the barrier layer of the active region 129 and a larger band gap than the well layer. For example, the spacer layer 1 28 may include In x Ga 1-x N ( 0 ≦ x <1).

スペーサ層128は、n型不純物が高濃度でドープされ、発光ダイオードの順方向電圧を低くする。図7に示すように、スペーサ層128にドープされるn型不純物のドーピング濃度は、n型コンタクト層126のn型不純物のドーピング濃度よりも高い。   The spacer layer 128 is doped with an n-type impurity at a high concentration to lower the forward voltage of the light emitting diode. As shown in FIG. 7, the doping concentration of the n-type impurity doped in the spacer layer 128 is higher than the doping concentration of the n-type impurity in the n-type contact layer 126.

スペーサ層128のIn組成比は、InGaN量子井戸層内のIn組成比よりも少ないことが好ましいが、この場合、電荷を活性領域内に取り込むことができ、発光効率を向上させることができる。   The In composition ratio of the spacer layer 128 is preferably smaller than the In composition ratio in the InGaN quantum well layer, but in this case, charges can be taken into the active region, and the light emission efficiency can be improved.

この際、前記スペーサ層128の成長方向を基準とするとき、活性領域129と隣接した一部の厚さの領域にn型不純物をドープするようにする。また、n型不純物がドープされた厚さの領域を除いた残りの厚さの領域は、n型不純物を非ドープするようにする。スペーサ層128の全厚さの領域中において、活性領域129に隣接した一部の厚さの領域にのみn型不純物がドープされることにより、スペーサ層128から活性領域129内に電子を円滑に注入することができる。また、前記n型不純物がドープされた領域でのドーピング濃度は、前記n型コンタクト層126の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高い、例えば、9×1019atm/cmであってもよい。これにより、スペーサ層128の抵抗増加を防止することができ、その内部で生成した電子により、活性領域129内への電子注入効率を高めることができる。一方、スペーサ層128は、図8に示すように、活性領域129の障壁層に比べてバンドギャップが小さく、井戸層に比べてバンドギャップの大きい(Al、In、Ga)N系III族窒化物半導体層128a、128bが交互に積層された構造を有してもよい。例えば、スペーサ層128は、異なる組成のInGa1−xN(0≦x<1)128aとInGa1−yN(0≦y<1)128bが交互に積層されてもよい。InGa1−xN(0≦x<1)28aは、例えば、30〜40Åの厚さで、InGa1−yN(0≦y<1)28bは、15〜20Åの厚さで形成されてもよい。
At this time, when the growth direction of the spacer layer 128 is used as a reference, a part of the thickness adjacent to the active region 129 is doped with an n-type impurity. Further, the remaining thickness regions except for the thickness region doped with n-type impurities are undoped with n-type impurities. In the region of the entire thickness of the spacer layer 128, the n-type impurity is doped only in a part of the thickness region adjacent to the active region 129, so that electrons are smoothly transferred from the spacer layer 128 into the active region 129. Can be injected. The doping concentration in the region doped with the n-type impurity may be relatively higher than the impurity doping concentration of the n-type contact layer 126, for example, 9 × 10 19 atm / cm 3 . As a result, an increase in resistance of the spacer layer 128 can be prevented, and the efficiency of electron injection into the active region 129 can be increased by the electrons generated therein. On the other hand, as shown in FIG. 8, the spacer layer 128 has a smaller band gap than the barrier layer of the active region 129 and a larger band gap than the well layer (Al, In, Ga) N-based group III nitride. The semiconductor layers 128a and 128b may be alternately stacked. For example, the spacer layer 128 may be formed by alternately stacking In x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) 128a and In y Ga 1-y N (0 ≦ y <1) 128b having different compositions. In x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) 1 28a is, for example, 30 to 40 mm thick, and In y Ga 1-y N (0 ≦ y <1) 1 28b is 15 to 20 mm. It may be formed with a thickness.

InGa1−xN(0≦x<1)128aとInGa1−yN(0≦y<1)128bの積層構造を有するスペーサ層128は、スペーサ層128上に形成される活性領域129の結晶性を向上させることができ、歪みを減少させることができる。スペーサ層128は、7〜15周期で形成されてもよいが、7周期未満である場合、スペーサ層128が活性領域において引き起こされる歪みを緩和させる効果が弱く、15周期を超えると、工程時間が増加して好ましくない。 The spacer layer 128 having a stacked structure of In x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) 128 a and In y Ga 1-y N (0 ≦ y <1) 128 b is an active layer formed on the spacer layer 128. The crystallinity of the region 129 can be improved and distortion can be reduced. The spacer layer 128 may be formed in 7 to 15 periods. However, if the period is less than 7 periods, the effect of the spacer layer 128 to relieve strain caused in the active region is weak. Increase is not preferable.

この際、前記スペーサ層128において、活性領域129に隣接した少なくとも一つの層128a及び128bには、n型不純物がドープされる。また、n型不純物がドープされた層を除いた残りの層は、n型不純物を非ドープする。スペーサ層128のうち、活性領域129に隣接したInGaN層128a及び/またはInGaN層128bのみがn型不純物でドープされていることにより、スペーサ層128から活性領域129内に電子を円滑に注入することができる。また、前記n型不純物ドープされたInGaN層128aのドーピング濃度は、前記n型コンタクト層126の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高い、例えば、9×1019atm/cmであってもよい。これにより、スペーサ層128の抵抗増加を防止することができ、その内部で生成した電子により、活性領域129内への電子注入効率を高めることができる。 At this time, in the spacer layer 128, at least one layer 128a and 128b adjacent to the active region 129 is doped with an n-type impurity. The remaining layers except for the layer doped with n-type impurities are undoped with n-type impurities. Of the spacer layer 128, only the InGaN layer 128a and / or the InGaN layer 128b adjacent to the active region 129 are doped with n-type impurities, so that electrons are smoothly injected from the spacer layer 128 into the active region 129. Can do. Further, the doping concentration of the n-type impurity doped InGaN layer 128a may be relatively higher than the impurity doping concentration of the n-type contact layer 126, for example, 9 × 10 19 atm / cm 3 . As a result, an increase in resistance of the spacer layer 128 can be prevented, and the efficiency of electron injection into the active region 129 can be increased by the electrons generated therein.

スペーサ層128の大部分の層が非ドープ層で形成されるので、発光ダイオードの漏れ電流を減少させることができる。また、活性領域129と隣接した少なくとも一つの層128a、128bにのみn型不純物を高濃度でドープすることにより、スペーサ層128と活性領域129との間の接合特性を向上させることができる。   Since most of the spacer layer 128 is formed of an undoped layer, the leakage current of the light emitting diode can be reduced. Further, the junction characteristics between the spacer layer 128 and the active region 129 can be improved by doping the n-type impurity with high concentration only in at least one of the layers 128a and 128b adjacent to the active region 129.

一方、活性領域129に隣接したスペーサ層128cは、スペーサ層128を構成する他の半導体層よりもInをさらに含むInGaN層とすることができる。この際、前記活性領域129に隣接したスペーサ層128cに含まれたInの量は、活性領域129の量子井戸層よりも高くてもよいが、この場合、n型不純物のドーピングは、n型コンタクト層126のドーピング濃度程度にドープし、前記スペーサ層128c内においてn型コンタクト層126側にドープすることが好ましい。   On the other hand, the spacer layer 128c adjacent to the active region 129 can be an InGaN layer further containing In than other semiconductor layers constituting the spacer layer 128. At this time, the amount of In contained in the spacer layer 128c adjacent to the active region 129 may be higher than that of the quantum well layer of the active region 129. In this case, the doping of the n-type impurity is performed in the n-type contact. It is preferable to dope to the doping concentration of the layer 126 and to the n-type contact layer 126 side in the spacer layer 128c.

活性領域129は、量子障壁層と量子井戸層が交互に積層された多重量子井戸構造を有し、量子井戸層は、InGaN層を含む。前記障壁層は、量子井戸層に比べてバンドギャップの広い窒化ガリウム系半導体層、例えば、GaN、InGaN、AlGaN、またはAlInGaNで形成されてもよい。InGaN量子井戸層内のIn組成比は、所望の光波長によって決定される。活性領域129は、n型不純物、例えば、SiやGeがドープされていない。   The active region 129 has a multiple quantum well structure in which quantum barrier layers and quantum well layers are alternately stacked, and the quantum well layer includes an InGaN layer. The barrier layer may be formed of a gallium nitride based semiconductor layer having a wider band gap than the quantum well layer, for example, GaN, InGaN, AlGaN, or AlInGaN. The In composition ratio in the InGaN quantum well layer is determined by a desired light wavelength. The active region 129 is not doped with an n-type impurity such as Si or Ge.

前記活性領域129上にp型コンタクト層133が位置する。p型コンタクト層133は、活性領域129上に、例えば、GaNで形成されてもよい。   A p-type contact layer 133 is located on the active region 129. The p-type contact layer 133 may be formed on the active region 129, for example, with GaN.

また、前記p型コンタクト層133上にNi/Auまたはインジウムスズ酸化膜(ITO)のような透明電極(図示せず)が形成され、その上に、p電極134が、例えば、リフトオフ工程で形成されてもよい。また、前記n型コンタクト層126上にTi/Al等のn電極135がリフトオフ工程で形成されてもよい。 Also, a transparent electrode (not shown) such as Ni / Au or indium tin oxide film (ITO) is formed on the p-type contact layer 133, and the p - electrode 134 is formed thereon by, for example, a lift-off process. It may be formed. Further, an n - electrode 135 such as Ti / Al may be formed on the n-type contact layer 126 by a lift-off process.

上述した実施例では、活性領域129は、量子障壁層と量子井戸層にn型不純物がドープされておらず、活性領域129は、ほとんどn型不純物が含まれていないInGa1−xN(0≦x<1)128aとInGa1−yN(0≦y<1)128bの積層構造を有するスペーサ層128上において成長される。そのため、活性領域129の結晶性が向上し、歪みが減少される。また、スペーサ層128のうち、活性領域129に隣接したInGaN層128a及び/またはInGaN層128bにのみn型不純物がドープされていることにより、スペーサ層128から活性領域129内に電子を円滑に注入することができ、活性領域129におけるキャリアの再結合率を高めることができる。その結果、発光ダイオードにおける発光効率が向上する。 In the embodiment described above, in the active region 129, the quantum barrier layer and the quantum well layer are not doped with n-type impurities, and the active region 129 is substantially free of n-type impurities. In x Ga 1-x N The layer is grown on the spacer layer 128 having a stacked structure of (0 ≦ x <1) 128a and In y Ga 1-y N (0 ≦ y <1) 128b. Therefore, the crystallinity of the active region 129 is improved and distortion is reduced. In addition, the n-type impurity is doped only in the InGaN layer 128a and / or the InGaN layer 128b adjacent to the active region 129 in the spacer layer 128, so that electrons are smoothly injected into the active region 129 from the spacer layer 128. The recombination rate of carriers in the active region 129 can be increased. As a result, the light emission efficiency of the light emitting diode is improved.

図9及び図10は、それぞれ本発明のまた他の実施例による発光ダイオードを説明するための断面図及びシリコンドーピングプロファイルを示す図である。   9 and 10 are a cross-sectional view and a silicon doping profile for explaining a light emitting diode according to another embodiment of the present invention, respectively.

図9及び図10を参照すると、本実施例による発光ダイオードは、図6乃至図8に示して説明された発光ダイオードの積層構造とほぼ同じであり、単に、スペーサ層128とn型コンタクト層126との間にn型不純物がドープされた中間層127をさらに有しており、活性領域129とp型コンタクト層133との間にp型クラッド層131が介在している。   Referring to FIGS. 9 and 10, the light emitting diode according to the present embodiment is almost the same as the stacked structure of the light emitting diodes described with reference to FIGS. 6 to 8, and simply the spacer layer 128 and the n-type contact layer 126. And an intermediate layer 127 doped with n-type impurities, and a p-type cladding layer 131 is interposed between the active region 129 and the p-type contact layer 133.

前記中間層127は、図10に示すように、前記n型コンタクト層126の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高く、前記スペーサ層128における前記n型不純物濃度よりは相対的に低い、例えば、2.5×1019atm/cmの濃度でn型不純物がドープされ、例えば、n‐AlGaN層を有してもよい。 As shown in FIG. 10, the intermediate layer 127 is relatively higher than the impurity doping concentration of the n-type contact layer 126 and relatively lower than the n-type impurity concentration in the spacer layer 128, for example, 2 It may be doped with n-type impurities at a concentration of .5 × 10 19 atm / cm 3 and may have, for example, an n-AlGaN layer.

n‐AlGaN層は、活性領域129に近いほどAlの組成がだんだん低くなり、または、Alの組成が段階別に低くなるようにする。この際、Alの組成範囲は、10〜15%となり、10〜100nmの厚さで積層され、好ましくは、30〜60nmの厚さとすることができる。n‐AlGaN層内におけるAlの組成がだんだんまたは段階別に低くなるように設定されることにより、中間層127のエネルギー準位は、活性領域129に近いほどだんだん低くなり、中間層127とスペーサ層128の境界面において最も低い値を有することができる。   The closer the n-AlGaN layer is to the active region 129, the lower the Al composition, or the lower the Al composition step by step. At this time, the composition range of Al is 10 to 15%, and is laminated with a thickness of 10 to 100 nm, preferably 30 to 60 nm. By setting the composition of Al in the n-AlGaN layer to be gradually or lower step by step, the energy level of the intermediate layer 127 becomes lower as it is closer to the active region 129, and the intermediate layer 127 and the spacer layer 128 are reduced. Can have the lowest value at the interface.

また、n‐AlGaN層は、多層膜構造で形成されてもよい。例えば、n‐AlGaN層は、AlGaN/GaNまたはAlGaN/InGaNの多層膜で形成されてもよい。n‐AlGaN層が多層膜で形成される場合、AlGaN層の結晶性をよくするための目的を有する。例えば、n‐AlGaN層は、活性領域129に行くほどAlの組成が次第にまたは段階的に低くなってもよい。   The n-AlGaN layer may be formed with a multilayer structure. For example, the n-AlGaN layer may be formed of an AlGaN / GaN or AlGaN / InGaN multilayer film. When the n-AlGaN layer is formed of a multilayer film, it has an object to improve the crystallinity of the AlGaN layer. For example, the composition of Al in the n-AlGaN layer may gradually or gradually decrease toward the active region 129.

一方、中間層127は、図11に示すように、n‐AlGaN層127bとスペーサ層128との間に200〜300Åの厚さで積層されたn‐GaN27aを有してもよい。
On the other hand, the intermediate layer 127, as shown in FIG. 11, may have a n-GaN 1 27a which are laminated in a thickness of 200~300Å between the n-AlGaN layer 127b and the spacer layer 128.

また、中間層127は、図12に示すように、非ドープされたGaN層127c、ロードープされたn‐GaN層127dを有してもよく、n‐AlGaN層127bとn型コンタクト層126との間に、例えば、1000〜2000Åの厚さで積層されてもよい。図面では、ロードープされたn‐GaN層127d上に非ドープされたGaN層127cが形成されたものと示されているが、本発明は、これに限定されず、必要に応じて、非ドープされたGaN層127c上にn‐GaN層127dが形成されてもよい。また、非ドープされたGaN層127cまたはロードープされたn‐GaN層127dのいずれか一つの層のみを形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 12, the intermediate layer 127 may include an undoped GaN layer 127c and a low-doped n-GaN layer 127d, and the intermediate layer 127 includes an n-AlGaN layer 127b and an n-type contact layer 126. For example, the layers may be stacked with a thickness of 1000 to 2000 mm. In the drawing, it is shown that an undoped GaN layer 127c is formed on a low-doped n-GaN layer 127d. However, the present invention is not limited to this, and the undoped GaN layer 127c is formed as necessary. An n-GaN layer 127d may be formed on the GaN layer 127c. Further, only one of the undoped GaN layer 127c and the low-doped n-GaN layer 127d may be formed.

また、中間層127は、図13に示すように、スペーサ層128とn型コンタクト層126との間に、n‐GaN127a、n‐AlGaN層127b、非ドープされたGaN層127c、ロードープされたn‐GaN層127dを有してもよい。非ドープされたGaN層127cは、意図的に不純物がドープされていないGaNであり、100〜5000Åの厚さで形成されてもよい。非ドープされたGaN層127cは、不純物がドープされていないので、n型コンタクト層126に比べて相対的に比抵抗が高い。したがって、n型コンタクト層126から活性領域129に流入する電子が、非ドープされたGaN層127cを通過する前に、n型コンタクト層126内において均一に分散され得る。
As shown in FIG. 13, the intermediate layer 127 includes an n-GaN 127a, an n-AlGaN layer 127b, an undoped GaN layer 127c, and a low-doped n between the spacer layer 128 and the n-type contact layer 126. -You may have GaN layer 127d. The undoped GaN layer 127c is GaN not intentionally doped with impurities, and may be formed to a thickness of 100 to 5000 mm. Since the undoped GaN layer 127 c is not doped with impurities, the specific resistance is relatively higher than that of the n-type contact layer 126. Therefore, electrons flowing from the n-type contact layer 126 into the active region 129 can be uniformly dispersed in the n-type contact layer 126 before passing through the undoped GaN layer 127c.

ロードープされたn‐GaN層127dは、n型コンタクト層126に比べて不純物が低い濃度でドープされるので、n型コンタクト層126に比べて相対的に比抵抗が高い。したがって、n型コンタクト層126から活性領域129に流入する電子が、ロードープされたn‐GaN層127を通過する前に、n型コンタクト層126内において均一に分散され得る。 The low-doped n-GaN layer 127 d is doped with a lower concentration of impurities than the n-type contact layer 126, and therefore has a relatively higher specific resistance than the n-type contact layer 126. Therefore, electrons flowing from the n-type contact layer 126 into the active region 129 can be uniformly dispersed in the n-type contact layer 126 before passing through the low-doped n-GaN layer 127 d .

一方、前記p型クラッド層131は、電子ブロック層として機能し、AlGaNで形成されてもよく、多層膜構造で形成されてもよい。例えば、p型クラッド層131は、AlGaN/GaNまたはAlGaN/InGaNの多層膜で形成されてもよい。p型クラッド層131が多層膜で形成される場合、AlGaN層の結晶性を向上させることができる。例えば、前記p型クラッド層131は、活性領域129に隣接した層がAlGaNで形成され、前記AlGaN層がp型コンタクト層133に行くほどAlの組成がだんだん低くなってもよい。これは、p型クラッド層131とp型コンタクト層133との界面による分極化現象を減らすためのものである。また、活性領域129に隣接した第一のAlGaN層は、p型クラッド層131内の他の層に比べて薄いことが好ましい。一方、前記p型クラッド層131のAlGaN層は、前記n‐AlGaN層127bよりもエネルギー準位が高いことが好ましい。すなわち、Alの組成において、前記p型クラッド層131のAlGaN層が、前記n‐AlGaN層127bに比べて高く設定される。前記p型クラッド層131のAlGaN層が、前記n‐AlGaN層127bに比べてAlの組成が高く設定されることにより、順方向電圧の印加時、活性層を中心として、n側での伝導バンドがp側での伝導バンドよりも高くなるので、これを緩和するためのものである。   Meanwhile, the p-type cladding layer 131 functions as an electron blocking layer and may be formed of AlGaN or a multilayer structure. For example, the p-type cladding layer 131 may be formed of a multilayer film of AlGaN / GaN or AlGaN / InGaN. When the p-type cladding layer 131 is formed of a multilayer film, the crystallinity of the AlGaN layer can be improved. For example, the p-type cladding layer 131 may be formed of AlGaN in a layer adjacent to the active region 129, and the Al composition may gradually decrease as the AlGaN layer goes to the p-type contact layer 133. This is to reduce the polarization phenomenon at the interface between the p-type cladding layer 131 and the p-type contact layer 133. In addition, the first AlGaN layer adjacent to the active region 129 is preferably thinner than the other layers in the p-type cladding layer 131. Meanwhile, the AlGaN layer of the p-type cladding layer 131 preferably has a higher energy level than the n-AlGaN layer 127b. That is, in the Al composition, the AlGaN layer of the p-type cladding layer 131 is set higher than the n-AlGaN layer 127b. Since the AlGaN layer of the p-type cladding layer 131 has a higher Al composition than the n-AlGaN layer 127b, the conduction band on the n side with the active layer as the center when a forward voltage is applied. Is higher than the conduction band on the p side, and is intended to alleviate this.

また、活性領域129とp型クラッド層131との間にInGaN層をさらに含んでもよい。この場合、InAlN層において、Inの組成は、約0.10〜0.20間程度となり、好ましくは、Inの組成は、約0.17〜0.18であってもよい。この際、InAlN層の成長温度は、例えば、845℃であってもよく、InN/AlNの超格子構造で形成されてもよい。また、InAlN層の厚さは、約10〜30nm程度であり、好ましくは約18〜22nm程度で形成されてもよい。p型クラッド層131を形成するAlGaN層の厚さよりも薄く形成されてもよい。例えば、InAlN層の厚さは、p型クラッド層131を形成するAlGaN層に比べて、3:2程度の厚さで薄く形成することができる。InAlN層におけるp型不純物のドーピング濃度は、約8×1017/cm程度であり、ドーピングの際は、InN/AlNの超格子構造でInNにドープすることが好ましい。この場合、InAlN層は、正孔濃度を増加させる役割をする。活性領域129とp型クラッド層131との間に形成されるInAlN層は、電子ブロックとして機能するp型クラッド層131を成長させるとき、活性領域129に対する温度の影響を減らすことができる。 Further, an InGaN layer may be further included between the active region 129 and the p-type cladding layer 131. In this case, in the InAlN layer, the In composition is about 0.10 to 0.20, and the In composition may be about 0.17 to 0.18. At this time, the growth temperature of the InAlN layer may be, for example, 845 ° C., or may be formed of an InN / AlN superlattice structure. The thickness of the InAlN layer is about 10 to 30 nm, and preferably about 18 to 22 nm. The p-type cladding layer 131 may be formed thinner than the thickness of the AlGaN layer. For example, the thickness of the InAlN layer can be reduced to a thickness of about 3: 2 compared to the AlGaN layer that forms the p-type cladding layer 131. The doping concentration of the p-type impurity in the InAlN layer is about 8 × 10 17 / cm 3 , and it is preferable to dope InN with a superlattice structure of InN / AlN. In this case, the InAlN layer serves to increase the hole concentration. The InAlN layer formed between the active region 129 and the p-type cladding layer 131 can reduce the influence of temperature on the active region 129 when growing the p-type cladding layer 131 functioning as an electron block.

上述した本発明の実施例において、スペーサ層128におけるn型不純物がドープされる層の個数、及びn型不純物のドーピング濃度、積層厚さ、積層回数と、前記中間層127、非ドープ層、n型クラッド層の厚さは、互いに関連し、必要に応じて調整される。   In the embodiment of the present invention described above, the number of layers doped with n-type impurities in the spacer layer 128, the doping concentration of n-type impurities, the stacking thickness, the number of stacking, the intermediate layer 127, the undoped layer, n The thickness of the mold cladding layer is related to each other and is adjusted as necessary.

以上、本発明は、上述した実施例により限定されず、当業者によって様々な変形及び変更が可能であり、これは、添付の請求項において定義される本発明の趣旨と範囲に含まれる。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention defined in the appended claims.

Claims (39)

シリコンがドープされたn型コンタクト層と、
p型コンタクト層と、
前記n型コンタクト層とp型コンタクト層との間に介在する活性領域と、
前記n型コンタクト層と前記活性領域との間に介在する超格子層と、
前記超格子層と前記n型コンタクト層との間に介在する非ドープ中間層と、
前記非ドープ中間層と前記超格子層との間に介在する電子補強層と、を備え、
前記超格子層は、前記活性領域に最も近い最終層にのみにシリコンがドープされ、当該最終層以外は非ドープであり、
前記最終層のシリコンドーピング濃度は、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高いことを特徴とする発光ダイオード。
An n-type contact layer doped with silicon;
a p-type contact layer;
An active region interposed between the n-type contact layer and the p-type contact layer;
A superlattice layer interposed between the n-type contact layer and the active region;
An undoped intermediate layer interposed between the superlattice layer and the n-type contact layer;
An electron reinforcing layer interposed between the undoped intermediate layer and the superlattice layer,
The superlattice layer, the mini-silicon closest final layer to the active region is doped, except the final layer is undoped,
The light emitting diode according to claim 1, wherein a silicon doping concentration of the final layer is higher than a silicon doping concentration of the n-type contact layer.
前記超格子層の最終層が、活性領域に接することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 1, wherein a final layer of the superlattice layer is in contact with an active region. 前記電子補強層には、シリコンがドープされ、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度が、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 1, wherein the electron reinforcing layer is doped with silicon, and a silicon doping concentration of the electron reinforcing layer is higher than a silicon doping concentration of the n-type contact layer. 前記電子補強層が、前記超格子層に接することを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 3, wherein the electron reinforcing layer is in contact with the superlattice layer. 前記電子補強層がGaNで形成され、前記超格子層がGaNとInGaNを交互に積層して形成され、前記超格子層の最終層がGaNで形成されたことを特徴とする請求項4に記載の発光ダイオード。   5. The electron reinforcing layer is formed of GaN, the superlattice layer is formed by alternately stacking GaN and InGaN, and the final layer of the superlattice layer is formed of GaN. Light emitting diode. 前記n型コンタクト層がGaN層を有し、前記非ドープ中間層がGaNで形成されたことを特徴とする請求項5に記載の発光ダイオード。   6. The light emitting diode according to claim 5, wherein the n-type contact layer has a GaN layer, and the undoped intermediate layer is made of GaN. 前記超格子層の最終層のシリコンドーピング濃度が、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度と同一であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 1, wherein a silicon doping concentration of a final layer of the superlattice layer is the same as a silicon doping concentration of the electron reinforcing layer. 基板上にバッファ層を形成し、
前記バッファ層上にシリコンがドープされたn型コンタクト層を形成し、
前記n型コンタクト層上に非ドープ中間層を形成し、
前記中間層上に電子補強層を形成し、
前記電子補強層上に超格子層を形成し、
前記超格子層上に活性領域を形成することを含み、
前記超格子層が、最終層にのみシリコンがドープされ、当該最終層以外は非ドープであり、
前記最終層のシリコンドーピング濃度が、n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高いことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
Forming a buffer layer on the substrate;
Forming an n-type contact layer doped with silicon on the buffer layer;
Forming an undoped intermediate layer on the n-type contact layer;
Forming an electron reinforcing layer on the intermediate layer;
Forming a superlattice layer on the electron reinforcing layer;
Forming an active region on the superlattice layer,
The superlattice layer is doped with silicon only in the final layer, and other than the final layer is undoped,
A method of manufacturing a light emitting diode, wherein a silicon doping concentration of the final layer is higher than a silicon doping concentration of an n-type contact layer.
チャンバー内に窒素ソースガス及び金属ソースガスを供給し、第1の温度で窒化ガリウム系半導体層の電子補強層を成長させ、
前記金属ソースガスの供給を中断し、前記成長されたn側窒化ガリウム系半導体層を前記第1の温度の基板上で第1の時間維持し、
前記第1の時間が経過した後、前記基板の温度を第2の温度に下げ、
前記チャンバー内に金属ソースガスを供給し、前記第2の温度で前記超格子層を成長させることを含むことを特徴とする請求項8に記載の発光ダイオードの製造方法。
A nitrogen source gas and a metal source gas are supplied into the chamber, and an electron reinforcing layer of a gallium nitride based semiconductor layer is grown at a first temperature,
Interrupting the supply of the metal source gas, and maintaining the grown n-side gallium nitride based semiconductor layer on the first temperature substrate for a first time;
After the first time has elapsed, the temperature of the substrate is lowered to a second temperature,
The method according to claim 8, further comprising supplying a metal source gas into the chamber and growing the superlattice layer at the second temperature.
前記第1の時間が3分乃至10分の範囲内であることを特徴とする請求項9に記載の発光ダイオードの製造方法。   The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 9, wherein the first time is in a range of 3 minutes to 10 minutes. 前記超格子層上に活性層を成長させた後、金属ソースガスの供給を中断し、
前記基板の温度を、第2の時間第3の温度に上げ、
前記第3の温度で前記活性層上にp型窒化ガリウム系半導体層を成長させることを含むことを特徴とする請求項9に記載の発光ダイオードの製造方法。
After growing the active layer on the superlattice layer, the supply of the metal source gas is interrupted,
Raising the temperature of the substrate to a third temperature for a second time;
The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 9, further comprising growing a p-type gallium nitride based semiconductor layer on the active layer at the third temperature.
前記第2の時間が5分乃至15分の範囲内であることを特徴とする請求項11に記載の発光ダイオードの製造方法。   12. The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 11, wherein the second time is in a range of 5 minutes to 15 minutes. シリコンがドープされたn型コンタクト層と、
p型コンタクト層と、
前記n型コンタクト層とp型コンタクト層との間に介在する活性領域と、
前記n型コンタクト層と前記活性領域との間に介在する超格子層と、
前記超格子層と前記n型コンタクト層との間に介在する非ドープ中間層と、
前記非ドープ中間層と前記超格子層との間に介在する電子補強層と、を備え、
前記超格子層が、前記活性領域に最も近い最終層にのみにシリコンがドープされ、当該最終層以外は非ドープであり、
前記最終層のシリコンドーピング濃度が、前記n型コンタクト層のシリコンドーピング濃度よりも高く、
前記n型コンタクト層が、n型GaN層及び前記n型GaN層間に介在するn型AlGaN層を有することを特徴とする発光ダイオード。
An n-type contact layer doped with silicon;
a p-type contact layer;
An active region interposed between the n-type contact layer and the p-type contact layer;
A superlattice layer interposed between the n-type contact layer and the active region;
An undoped intermediate layer interposed between the superlattice layer and the n-type contact layer;
An electron reinforcing layer interposed between the undoped intermediate layer and the superlattice layer,
The superlattice layer is doped with silicon only in the final layer closest to the active region, and other than the final layer is undoped,
A silicon doping concentration of the final layer is higher than a silicon doping concentration of the n-type contact layer;
The light emitting diode, wherein the n-type contact layer has an n-type GaN layer and an n-type AlGaN layer interposed between the n-type GaN layers.
基板と、
前記基板上に位置する低温バッファ層と、
前記低温バッファ層と前記n型コンタクト層との間に介在する非ドープGaN層をさらに有することを特徴とする請求項13に記載の発光ダイオード。
A substrate,
A low temperature buffer layer located on the substrate;
The light emitting diode according to claim 13, further comprising an undoped GaN layer interposed between the low-temperature buffer layer and the n-type contact layer.
前記超格子層の最終層が、活性領域に接することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The final layer of the superlattice layer, the light emitting diode according to claim 1 3, characterized in that in contact with the active region. 前記超格子層が、GaNとInGaNを交互に積層して形成されるが、前記超格子層の最終層がGaNで形成されたことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The superlattice layer, are formed by laminating GaN and InGaN are alternately light-emitting diode according to claim 1 5, characterized in that the final layer of the superlattice layer is formed by GaN. 前記超格子層の最終層のシリコンドーピング濃度が、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度と同一であることを特徴とする請求項13に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 13, wherein the silicon doping concentration of the final layer of the superlattice layer is the same as the silicon doping concentration of the electron reinforcing layer. 前記超格子層の最終層のシリコンドーピング濃度が、前記電子補強層のシリコンドーピング濃度と同一であることを特徴とする請求項13に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 13, wherein the silicon doping concentration of the final layer of the superlattice layer is the same as the silicon doping concentration of the electron reinforcing layer. 前記電子補強層が、前記超格子層に接することを特徴とする請求項13に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 13, wherein the electron reinforcing layer is in contact with the superlattice layer. n型コンタクト層と、
前記n型コンタクト層の上部に形成されたp型コンタクト層と、
前記n型コンタクト層と前記p型コンタクト層との間に介在する多重量子井戸構造の活性領域と、
前記n型コンタクト層と前記活性領域との間に介在するスペーサ層と、を備え、
前記スペーサ層が、互いに交互に積層された超格子層を有し、前記活性領域と隣接した少なくとも一つの層には、n型不純物がドープされており、当該少なくとも一つの層以外は、n型不純物が非ドープであり、
前記n型不純物のドーピング濃度が、前記n型コンタクト層の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高く、
前記活性領域は、n型不純物が非ドープであることを特徴とする発光ダイオード。
an n-type contact layer;
A p-type contact layer formed on the n-type contact layer;
An active region having a multiple quantum well structure interposed between the n-type contact layer and the p-type contact layer;
A spacer layer interposed between the n-type contact layer and the active region,
The spacer layer has superlattice layers alternately stacked on each other, and at least one layer adjacent to the active region is doped with an n-type impurity, and other than the at least one layer is an n-type. Impurities are undoped,
A doping concentration of the n-type impurity is relatively higher than an impurity doping concentration of the n-type contact layer;
The light emitting diode is characterized in that the active region is undoped with n-type impurities.
前記スペーサ層は、Inを含み、前記In含量は、前記活性領域の障壁層でのIn含量よりも高く、前記井戸層でのIn含量よりは低いことを特徴とする請求項20に記載の発光ダイオード。 21. The light emitting device according to claim 20 , wherein the spacer layer includes In, and the In content is higher than an In content in the barrier layer of the active region and lower than an In content in the well layer. diode. 前記活性領域が、InGaN層を有する多重量子井戸構造であることを特徴とする請求項20に記載の発光ダイオード。 21. The light emitting diode according to claim 20 , wherein the active region has a multiple quantum well structure having an InGaN layer. 前記スペーサ層が、InGaN層を有することを特徴とする請求項20に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 20 , wherein the spacer layer includes an InGaN layer. 前記スペーサ層が、InGa1−xN(0≦x<1)とInGa1−yN(0≦y<1)が交互に積層されたことを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード。 The spacer layer is, the In x Ga 1-x N ( 0 ≦ x <1) and In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y <1) according to claim 2 3, wherein a stacked alternately The light emitting diode as described. 前記スペーサ層と前記n型コンタクト層との間に形成された中間層をさらに有し、
前記中間層は、n型不純物が、前記n型コンタクト層の不純物ドーピング濃度よりも相対的に高く、前記スペーサ層のn型不純物がドープされた層の不純物ドーピング濃度よりは相対的に低くドープされた層を有することを特徴とする請求項20に記載の発光ダイオード。
An intermediate layer formed between the spacer layer and the n-type contact layer;
The intermediate layer is doped with n-type impurities relatively higher than the impurity doping concentration of the n-type contact layer and relatively lower than the impurity doping concentration of the spacer layer doped with the n-type impurity. 21. The light emitting diode according to claim 20 , further comprising a layer.
前記中間層が、n型AlGaN層を有することを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 25 , wherein the intermediate layer includes an n-type AlGaN layer. 前記n型AlGaN層が、前記活性領域に近いほど、Alの組成が次第にまたは段階的に低くなることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 26 , wherein the closer the n-type AlGaN layer is to the active region, the lower the composition of Al gradually or stepwise. 前記n型AlGaN層が、AlGaN/GaNまたはAlGaN/InGaNの多層膜構造で形成されたことを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード。 27. The light emitting diode according to claim 26 , wherein the n-type AlGaN layer is formed of an AlGaN / GaN or AlGaN / InGaN multilayer structure. 前記中間層が、前記スペーサ層とn型AlGaN層との間にn‐GaN層をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 26 , wherein the intermediate layer further includes an n-GaN layer between the spacer layer and the n-type AlGaN layer. 前記中間層が、前記n型AlGaN層と前記n型コンタクト層との間に、非ドープGaN層、ロードープn‐GaN層の少なくとも一つをさらに有することを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード。 The intermediate layer, between the n-type AlGaN layer and the n-type contact layer, GaN layer of undoped to claim 2 6, characterized in that it further comprises at least one of the n-GaN layer of Rodopu The light emitting diode as described. 前記活性領域と前記p型コンタクト層との間に形成されたp型クラッド層をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の発光ダイオード。 21. The light emitting diode of claim 20 , further comprising a p-type cladding layer formed between the active region and the p-type contact layer. 前記p型クラッド層が、p型AlGaN層を有することを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。 The p-type cladding layer, the light emitting diode of claim 3 1, characterized in that it comprises a p-type AlGaN layer. 前記p型AlGaN層が、AlGaN/GaNまたはAlGaN/InGaNの多層膜構造で形成されたことを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。 The p-type AlGaN layer, AlGaN / GaN or AlGaN / InGaN light emitting diode according to claim 3 2, characterized in that it is formed of a multilayer film structure. 前記p型AlGaN層は、前記活性領域に隣接した層がAlGaNで形成されたことを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。 The p-type AlGaN layer, the light emitting diode of claim 3 3, wherein the layer adjacent to the active region is formed by AlGaN. 前記p型AlGaN層は、前記活性領域に隣接した前記AlGaN層が、前記p型クラッド層内の他の層に比べて薄いことを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。 The p-type AlGaN layer, the AlGaN layer adjacent to the active region, the light emitting diode of claim 3 3, wherein the thin compared to other layers of the p-type cladding layer. 前記p型AlGaN層は、前記p型コンタクト層に行くほどAlの組成が次第にまたは段階的に低くなることを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。 The p-type AlGaN layer, the light emitting diode of claim 3 2, characterized in that the composition of Al toward the p-type contact layer is gradually or stepwise reduced. 前記活性領域と前記p型クラッド層との間にInAlN層をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 3 1, further comprising a InAlN layer between the active region and the p-type cladding layer. 前記InAlN層が、InN/AlNの超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項37に記載の発光ダイオード。 38. The light emitting diode according to claim 37 , wherein the InAlN layer is formed of an InN / AlN superlattice structure. 前記InAlN層が、InN/AlNの超格子構造において、InN層にp型不純物がドープされたことを特徴とする請求項38に記載の発光ダイオード。 39. The light emitting diode according to claim 38 , wherein the InAlN layer has an InN / AlN superlattice structure, and the InN layer is doped with a p-type impurity.
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